Thiết kế thi công mô hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ 4 DANH MỤC BẢNG VẼ 6 LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO 2 1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG. 2 1.1.1 Giới Thiệu Chung. 2 1.1.1.1 Đặt Vấn Đề. 2 1.1.1.2 Tự Động Hóa. 2 1.1.1.3 Vai Trò Của Tự Động Hóa. 3 1.1.2 Dây Chuyền Sản Xuất Tự Động Hóa. 5 1.1.2.1 Khái Niệm. 5 1.1.2.2 Cơ Cấu Vận Chuyển Phôi Trên Băng Chuyền. 5 1.1.3 Các Hệ Thống Sản Xuất Tự Động Và Phân Loại Sản Phẩm Hiện Nay. 6 1.1.3.1 Một Số Ví Dụ Về Sản Xuất Tự Động Hiện Nay. 6 1.1.3.1.1 Hệ Thống Sản Xuất Sữa 6 1.1.3.1.2 Hệ Thống Hàn, Cắt Tự Động. 6 1.1.3.2 Một Số Ví Dụ Về Mô Hình Phân Loại Sản Phẩm Hiện Nay. 7 1.1.3.2.1 Hệ Thống Phân Loại Theo Màu. 7 1.1.3.2.2 Hệ Thống Phân Loại Theo Vật Liệu. 7 1.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO. 8 1.2.1 Đặt Vấn Đề. 8 1.2.2 Mục Tiêu Thiết Kế Hệ Thống. 9 1.2.2.1 Mục Tiêu Kinh Tế . 9 1.2.2.2 Mục Tiêu Kỹ Thuật . 9 1.2.2.3 Yêu Cầu Của Hệ Thống. 9 1.2.3 Phạm Vi Và Nội Dung Thiết Kế Hệ Thống. 9 1.2.3.1 Phạm Vi Thiết Kế. 9 1.2.3.2 Nội Dung Thiết Kế. 10 1.2.3.3 Dự Kiến Kết Quả Đạt Được. 10 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ PLC 11 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S71200. 11 2.1.1 Khái niệm chung PLC s71200. 11 2.2 CÁC MODULE TRONG HỆ PLC S71200. 11 2.2.1 Giới thiệu về các module CPU. 11 2.2.2 Sign board của PLC SIMATIC S71200. 12 2.2.3 Module xuất nhập tín hiệu số. 13 2.2.4 Module xuất nhập tín hiệu tương tự. 13 2.2.5 Module truyền thông 13 2.2.6 Một số lệnh cơ bản trong PLC. 14 2.2.6.1 Lệnh timer. 14 2.2.6.2 Timer TPtimer tạo xung. 14 2.2.6.3 Timer TONtimer trễ sườn lên có nhớ. 15 2.2.6.4 Timer TOFtimer trễ sườn xuống. 16 2.2.6.5 Counter . 16 2.2.6.6 Couter đêm lên – CTUP . 17 2.2.6.7 Counter đếm xuống – CTD. 17 2.2.6.8 Counter đếm lên xuống CTUD . 17 2.3 LÀM VIỆC VỚI PHẦN MỀM TIA PORTAL 18 2.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic – tích hợp lập trình PLC và HMI. 18 2.3.2 Kết nối qua giao thức TCPIP. 18 2.3.3 Cách tạo một Project. 18 CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 24 3.1 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ. 24 3.2 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 24 3.2.1 Hệ Thống Băng Tải. 24 3.2.1.1 Giới Thiệu Về Băng Tải . 24 3.2.1.2 Ưu Điểm Về Băng Tải . 25 3.2.1.4 Các Loại Băng Tải Và Phương Án Lựa Chọn. 26 3.2.1.4.1 Phân Loại. 26 3.2.1.4.2 Phương Án Lựa Chọn. 26 3.2.2 Phương Án Lựa Chọn Động Cơ. 26 3.2.3 Phương Án Lựa Chọn Bộ Truyền Dẫn Động. 28 3.2.4 Phương Án Lựa Chọn Cơ Cấu Đẩy Và Gắp Sản Phẩm. 29 3.2.5 Phương Án Lựa Chọn Cảm Biến Sản Phẩm. 31 3.2.6 Phương Án Lựa Chọn Cánh Tay Gắp Sản Phẩm. 32 3.2.7 Phương Án Lựa Chọn Thiết Bị Trên Hệ Thống. 33 3.2.8 Phương Án Lựa Chọn Điều Khiển Trên Hệ Thống. 35 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 36 4.1 THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ. 36 4.1.1 Thiết Kế Băng Tải. 36 4.1.2 Thiết Kế Hệ Thống Cánh Tay. 37 4.2 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN. 39 4.2.1 Sơ Đồ Của Hệ Thống. 39 4.2.1.1 Sơ Đồ Khối. 39 4.2.1.2 Sơ Đồ Tổng Thể Của Hệ Thống . 40 4.2.2 Chọn Thiết Bị Cho Hệ Thống. 41 4.2.3 Sơ Đồ Đấu Nối Điện. 41 4.2.4 Thiết Kế Chương Trình Điều Khiển Hệ Thống. 42 4.2.4.1 Phân Công Vào Ra Cho PLC. 42 4.2.4.2 Sơ Đồ Grafcet. 42 4.3 QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN VÀ KIỂM THỬ MÔ HÌNH. 44 4.3.1 Quá trình thực hiện. 44 4.3.2 Kiểm tra thử mô hình. 46 4.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ. 46 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 48 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 51 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Tên Trang Hình 1.1 Dây chuyền sản xuất sữa tại nhà máy sữa VINAMILK 6 Hình 1.2 Sử dụng cánh tay robot trong hàn cắt kim loại. 6 Hình 1.3 Hệ thống phân loại theo màu. 7 Hình 1.4 Hệ thống phân loại theo vật liệu. 7 Hình 2.1 Các loại PLC 18 Hình 2.2 Module tính hiệu. 19 Hình 2.3 Module xuất nhập tính hiệu. 19 Hình 2.4 Module truyền thông. 19 Hình 2.5 Ví dụ về Timer TP – Timer tạo xung. 20 Hình 2.6 Ví dụ về Timer TON 21 Hình 2.7 Ví dụ về Timer TORN. 22 Hình 2.8 Ví dụ về Counter đếm lên – CTU. 23 Hình 2.9 Ví dụ về Counter đếm xuống. 23 Hình 2.10 Ví dụ về Counter đếm xuống. 24 Hình 2.11 Biểu tượng PLC. 24 Hình 2.12 Cách tạo new project. 25 Hình 2.13 Cách đặt tên cho project. 25 Hình 2.14 Cách tạo configure a device. 25 Hình 2.15 Cách tạo add new device. 26 Hình 2.16 Cách chọn loại CPU PLC. 26 Hình 2.17 Cửa sổ New Project. 27 Hình 2.18 Cách vào MainOB1. 27 Hình 2.19 Chọn Default tag table. 28 Hình 2.20 Tiến hành viết code. 28 Hình 2.21 Test code. 28 Hình 2.22 Nạp code vào PLC. 29 Hình 3.1 Băng tải. 30 Hình 3.2 Cấu tạo băng tải. 31 Hình 3.3 Động cơ DC KM3448A. 33 Hình 3.4 Động cơ bước. 33 Hình 3.5 Bộ truyền xích. 35 Hình 3.6 Piston khí nén. 36 Hình 3.7 Cảm biến quang thu phát chung. 37 Hình 3.8 Vòng bi trượt. 38 Hình 3.9 Relay OMRON 8C24VAC. 39 Hình 3.10 Van khí nén 52. 39 Hình 3.11 Kí hiệu của van đảo chiều. 39 Hình 3.12 Van tiết lưu. 40 Hình 3.13 Kí hiệu van tiết lưu. 40 Hình 3.14 Nút nhấn 40 Hình 3.15 Đèn báo nguồn 40 Hình 3.16 PLC S71200. 41 Hình 4.1 Sơ đồ băng tải. 42 Hình 4.2 Sơ đồ cánh tay robot. 43 Hình 4.3 Sơ đồ khối của hệ thống. 45 Hình 4.4 Sơ đồ tổng thể của hệ thống. 46 Hình 4.5 Sơ đồ điện của hệ thống. 47 Hình 4.6 Sơ đồ Grafcet. 49 Hình 4.7 Đế xoay 50 Hình 4.8 Bộ phận trượt 50 Hình 4.9 Cánh tay 51 Hình 4.10 Mô hình tổng thể của hệ thống. 51 DANH MỤC BẢNG VẼ Bảng Tên Trang Bảng 1 Bảng kích thước và tầm của dữ liệu Time 32 bit 19 Bảng 2 Tham số và kiểu dữ liệu của timer TON 20 Bảng 3 Tham số và kiểu dữ liệu của Counter 21 Bảng 4 Phân loại băng tải 30 Bảng 5 Phân công địa chỉ vào ra. 45 Bảng 6 Bảng kết quả thực nghiệm. 47 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay trong công nghiệp hiện đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ...). Mặt khác, nhờ công nghệ thông tin và công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiển khả trình PLC. Điều đó có thể khẳng định chiến lược phát triển toàn diện về khoa học và công nghệ, đồng thời từ đó có cái nhìn tổng quan hơn, bao quát hơn, hướng đến sự phát triển toàn diện trong các lĩnh vực nhằm theo kịp sự phát triển của các nước trong khu vực. Từ đó áp dụng các biện pháp công nghệ, những thành quả đã đạt được ứng dụng vào trong phát triển công nghiệp một cách hiểu quả nhất. Để thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế. Các công ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng công nghệ lập trình PLC giảm sức lao động của công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội. Qua đồ án tốt nghiệp nhóm chúng em sẽ giới thiệu về lập trình PLC và ứng dụng nó vào “Thiết kế thi công mô hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao”. Mô hình của nhóm chúng em được xây dựng từ các mô hình tham khảo. Vì kiến thức còn hạn chế và thời gian tìm hiểu có hạn nên đồ án của nhóm chúng em chưa thể phát huy được hết ý tưởng vào trong mô hình “Thiết kế thi công mô hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao”. Rất phức tạp về cơ khí và rất khó để thực hiện. Ở đây nhóm chúng em xin đưa ra một mô hình thu nhỏ của hệ thống và vì vậy mà hiệu quả sẽ không cao. Rất mong sự giúp đỡ của thầy cô giáo, đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy Võ Minh Thông đã hướng dẫn chúng em thực hiện đồ án này.

DANH MỤC BẢNG VẼ 6

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO 2

1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG .2

1.1.1 Giới Thiệu Chung 2

1.1.1.1 Đặt Vấn Đề 2

1.1.1.2 Tự Động Hóa 2

1.1.1.3 Vai Trò Của Tự Động Hóa .3

1.1.2 Dây Chuyền Sản Xuất Tự Động Hóa .5

1.1.2.1 Khái Niệm .5

1.1.2.2 Cơ Cấu Vận Chuyển Phôi Trên Băng Chuyền .5

1.1.3 Các Hệ Thống Sản Xuất Tự Động Và Phân Loại Sản Phẩm Hiện Nay 6

1.1.3.1 Một Số Ví Dụ Về Sản Xuất Tự Động Hiện Nay .6

1.1.3.1.1 Hệ Thống Sản Xuất Sữa 6

1.1.3.1.2 Hệ Thống Hàn, Cắt Tự Động .6

1.1.3.2 Một Số Ví Dụ Về Mô Hình Phân Loại Sản Phẩm Hiện Nay 7

1.1.3.2.1 Hệ Thống Phân Loại Theo Màu .7

1.1.3.2.2 Hệ Thống Phân Loại Theo Vật Liệu .7

1.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO .8

1.2.1 Đặt Vấn Đề 8

1.2.2 Mục Tiêu Thiết Kế Hệ Thống 9

1.2.2.1 Mục Tiêu Kinh Tế 9

1.2.2.2 Mục Tiêu Kỹ Thuật 9

1.2.2.3 Yêu Cầu Của Hệ Thống 9

1.2.3 Phạm Vi Và Nội Dung Thiết Kế Hệ Thống 9

1.2.3.1 Phạm Vi Thiết Kế 9

1.2.3.2 Nội Dung Thiết Kế 10

1.2.3.3 Dự Kiến Kết Quả Đạt Được 10

2.1.1 Khái niệm chung PLC s7-1200 11

2.2 CÁC MODULE TRONG HỆ PLC S7-1200 11

2.2.1 Giới thiệu về các module CPU 11

2.2.2 Sign board của PLC SIMATIC S7-1200 12

2.2.3 Module xuất nhập tín hiệu số 13

2.2.4 Module xuất nhập tín hiệu tương tự 13

2.2.5 Module truyền thông 13

2.2.6 Một số lệnh cơ bản trong PLC 14

2.2.6.1 Lệnh timer 14

2.2.6.2 Timer TP-timer tạo xung 14

2.2.6.3 Timer TON-timer trễ sườn lên có nhớ 15

2.2.6.4 Timer TOF-timer trễ sườn xuống 16

2.2.6.5 Counter 16

2.2.6.6 Couter đêm lên – CTUP 17

2.2.6.7 Counter đếm xuống – CTD 17

2.2.6.8 Counter đếm lên xuống CTUD 17

2.3 LÀM VIỆC VỚI PHẦN MỀM TIA PORTAL 18

2.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic – tích hợp lập trình PLC và HMI 18

2.3.2 Kết nối qua giao thức TCP/IP 18

2.3.3 Cách tạo một Project .18

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 24

3.1 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ .24

3.2 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 24

3.2.1 Hệ Thống Băng Tải 24

3.2.1.1 Giới Thiệu Về Băng Tải 24

3.2.1.2 Ưu Điểm Về Băng Tải 25

3.2.1.4 Các Loại Băng Tải Và Phương Án Lựa Chọn 26

3.2.1.4.1 Phân Loại 26

3.2.1.4.2 Phương Án Lựa Chọn 26

3.2.2 Phương Án Lựa Chọn Động Cơ 26

3.2.5 Phương Án Lựa Chọn Cảm Biến Sản Phẩm 31

3.2.6 Phương Án Lựa Chọn Cánh Tay Gắp Sản Phẩm 32

3.2.7 Phương Án Lựa Chọn Thiết Bị Trên Hệ Thống 33

3.2.8 Phương Án Lựa Chọn Điều Khiển Trên Hệ Thống 35

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 36

4.1 THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ 36

4.1.1 Thiết Kế Băng Tải 36

4.1.2 Thiết Kế Hệ Thống Cánh Tay 37

4.2 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN 39

4.2.1 Sơ Đồ Của Hệ Thống 39

4.2.1.1 Sơ Đồ Khối 39

4.2.1.2 Sơ Đồ Tổng Thể Của Hệ Thống 40

4.2.2 Chọn Thiết Bị Cho Hệ Thống 41

4.2.3 Sơ Đồ Đấu Nối Điện 41

4.2.4 Thiết Kế Chương Trình Điều Khiển Hệ Thống 42

4.2.4.1 Phân Công Vào Ra Cho PLC 42

4.2.4.2 Sơ Đồ Grafcet 42

4.3 QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN VÀ KIỂM THỬ MÔ HÌNH .44

4.3.1 Quá trình thực hiện 44

4.3.2 Kiểm tra thử mô hình 46

4.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 46

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 48

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

PHỤ LỤC 51

Hình 1.1 Dây chuyền sản xuất sữa tại nhà máy sữa VINAMILK 6Hình 1.2 Sử dụng cánh tay robot trong hàn cắt kim loại 6

Hình 1.4 Hệ thống phân loại theo vật liệu 7

Hình 2.5 Ví dụ về Timer TP – Timer tạo xung 20

Hình 3.12 Van tiết lưu 40

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay trong công nghiệp hiện đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự độnghóa ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tựđộng, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ ) Mặt khác, nhờ công nghệ thông tin và côngnghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiểnkhả trình PLC Điều đó có thể khẳng định chiến lược phát triển toàn diện về khoahọc và công nghệ, đồng thời từ đó có cái nhìn tổng quan hơn, bao quát hơn, hướngđến sự phát triển toàn diện trong các lĩnh vực nhằm theo kịp sự phát triển của cácnước trong khu vực Từ đó áp dụng các biện pháp công nghệ, những thành quả đãđạt được ứng dụng vào trong phát triển công nghiệp một cách hiểu quả nhất

Để thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sảnphẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế Các công ty, xí nghiệp sản xuất thường

sử dụng công nghệ lập trình PLC giảm sức lao động của công nhân mà sản xuất lạiđạt hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội Qua đồ án tốt nghiệp nhómchúng em sẽ giới thiệu về lập trình PLC và ứng dụng nó vào “Thiết kế thi công môhình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao”

Mô hình của nhóm chúng em được xây dựng từ các mô hình tham khảo Vìkiến thức còn hạn chế và thời gian tìm hiểu có hạn nên đồ án của nhóm chúng em

chưa thể phát huy được hết ý tưởng vào trong mô hình “Thiết kế thi công mô hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao” Rất phức tạp về cơ khí và rất

khó để thực hiện Ở đây nhóm chúng em xin đưa ra một mô hình thu nhỏ của hệthống và vì vậy mà hiệu quả sẽ không cao Rất mong sự giúp đỡ của thầy cô giáo,đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy Võ Minh Thông đã hướng dẫn chúng em thực hiện

Nguyễn Đại Việt

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

THEO CHIỀU CAO

1.1.1 Giới Thiệu Chung.

1.1.1.1 Đặt Vấn Đề.

Ngày nay cùng với sự phát triển của các nghành khoa học kỹ thuật, trong đóđiều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹthuật, quản lý, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin Do đó chúng ta phảinắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nềnkhoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tựđộng nói riêng Một trong những khâu tự động trong dây chuyền sản xuất tự độnghóa đó là số lượng sản phẩm sản xuất ra được các băng tải vận chuyển và sử dụng

hệ thống nâng gắp phân loại sản phẩm Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa

và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong những khâu phânloại, đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng nhân công, chính vì vậy cho ra năng suất thấpchưa đạt hiểu quả cao Từ những điều đã được nhìn thấy trong thực tế cuộc sống vànhững kiến thức mà chúng em đã học được ở trường muốn tạo ra hiệu suất lao độnglên gấp nhiều lần, đồng thời vẫn đảm bảo được độ chính xác cao Nên chúng emquyết định thiết kế và thi công mô hình sử dụng băng chuyền để phân loại sản phẩm

vì nó rất gần gũi với thực tế, vì trong thực tế có nhiều sản phẩm được sản xuất rađòi hỏi phải có kích thước tương đối chính xác và nó thật sự có ý nghĩa đối vớichúng em, góp phần làm cho xã hội ngày càng phát triển mạnh hơn, để xứng tầmvới sự phát triển của thế giới

1.1.1.2 Tự Động Hóa.

Tự động hóa là dùng để chỉ một công việc được thực hiện mà không có sựgiúp đỡ của bất kỳ sự can thiệp trực tiếp của con người Tự động hóa có nghĩa là

thực hiện một nhiệm vụ đặc biệt với sự giúp đỡ của mạch điện truyền động điện Tựđộng hóa đã luôn luôn chứng tỏ là một ý tưởng có hiệu quả đối với hầu hết cácnghành công nghiệp và các công ty, mà đối phó với sản xuất, vốn và hàng hóa tiêudùng Bất kỳ loại hình sản xuất sẵn sàng tạo ra điều kiện thuận lợi bằng cách tựđộng hóa.

Hệ thống tự động hóa là một hệ thống có cả điện – điện tử và cơ khí Ví dụđiều khiển băng tải phân loại sản phẩm thì có 2 phần đó là phần cơ khí và phầnđiện Phần cơ khí gồm có băng tải, cánh tay còn phần điện là toàn bộ hệ thống nhưcấp điện cho động cơ hoạt động, cấp điện cho role đóng mở các van khí

Như vậy, tự động hóa chính là quá trình thay thế tác động cơ bắp của conngười khi thực hiện các quá trình công nghệ chính hoặc các chuyển động chínhbằng máy

1.1.1.3 Vai Trò Của Tự Động Hóa.

Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép giảm giá thành và nâng caonăng suất lao động Trong mọi thời đại, các quá trình sản xuất luôn được điều khiểntheo các quy luật kinh tế Có thể nói giá thành là một trong những yếu tố quan trọngxác định nhu cầu phát triển tự động hóa Không một sản phẩm nào có thể cạnh tranhđược nếu giá thành sản phẩm cao hơn các sản phẩm cùng loại mà có tính năngtương đương với các hãng khác Trong bối cảnh nền kinh tế đang phải đối phó vớicác hiện tượng như lạm phát, chi phí cho vật tư, lao động, quảng cáo và bán hàngngày càng tăng buộc công nghiệp chế tạo phải tìm kiếm các phương pháp sản xuấttối ưu để giảm giá thành sản phẩm Mặc khác nhu cầu nâng cao chất lượng sảnphẩm sẽ làm tăng mức độ phức tạp của quá trình gia công Khối lượng các côngviệc đơn giản cho phép trả lương thấp sẽ giảm nhiều Chi phí cho đào tạo nhân công

và đội ngũ phục vụ, giá thành thiết bị cũng tăng theo Đây là động lực mạnh kíchthích sự phát triển của tự động hóa

Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép cải thiện điều kiện sản xuất.Các quá trình sản xuất sử dụng quá nhiều lao động sống rất dễ mất ổn định về giờgiấc, về chất lượng gia công và năng suất lao động, gây khó khăn cho việc điều

hành và quản lý sản xuất Các quá trình sản xuất tự động cho phép loại bỏ cácnhược điểm trên Đồng thời tự động hóa đã thay đổi tính chất lao động, cải thiệnđiều kiện làm việc của công nhân, nhất là trong các khâu độc hại, nặng nhọc, có tínhlặp đi lặp lại nhàm chán, khắc phục dần sự khác nhau giữa lao động trí óc và laođộng chân tay.

Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép đáp ứng cường độ lao động sảnxuất hiện đại Với các loại sản phẩm có số lượng lớn như đinh, bóng đèn điện thìkhông thể sử dụng các quá trình sản xuất thủ công để đáp ứng sản lượng yêu cầuvới số lượng nhỏ nhất

Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép thực hiện chuyên môn hóa vàhoán đổi sản xuất Chỉ có một số ít sản phẩm phức tạp là được chế tạo hoàn toàn bởimột nhà sản xuất Thông thường một hãng sẽ sử dụng nhiều nhà thầu để cung cấpcác bộ phận riêng lẻ cho mình, sau đó tiến hành liên kết, lắp ráp thành sản phẩmtổng thể Các sản phẩm phức tạp như ôtô, máy bay… Nếu chế tạo theo phương thứctrên sẽ có rất nhiều ưu điểm Các nhà thầu sẽ chuyên sâu hơn với các sản phẩm củamình Việc nghiên cứu, cải tiến chỉ phải thực hiện trong một vùng chuyên môn hẹp,

vì thế sẽ có chất lượng cao hơn, tiến độ nhanh hơn Sản xuất của các nhà thầu cóđiều kiện chuyển thành sản xuất hàng khối Do một nhà thầu tham gia vào quá trìnhsản xuất một sản phẩm phức tạp nào đó có thể đóng vai trò như một nhà cung cấpcho nhiều hãng khác nhau, nên khả năng tiêu chuẩn hóa sản phẩm là rất cao Điềunày cho phép ứng dụng nguyên tắc hoán đổi một trong các điều kiện cơ bản dẫn tới

sự hình thành dạng sản xuất hàng khối khi chế tạo các sản phẩm phức tạp, số lượng

ít Tuy nhiên, cũng không nên quá đề cao tầm quan trọng của tiêu chuẩn hoá Không

có tiêu chuẩn hóa trong sản xuất chỉ có thể gây cản trở cho việc hoán chuyển ở mộtmức độ nhất định, làm tăng tiêu tốn thời gian cho các quá trình sản xuất các sảnphẩm phức tạp chứ không thể làm cho các quá trình này không thể thực hiện được

Có thể nói tự động hóa giữ một vai trò quan trọng trong việc thực hiện tiêu chuẩnhóa bởi chỉ có nền sản xuất tự động hóa mới cho phép chế tạo các sản phẩm có kích

cỡ và đặc tính không hoặc ít thay đổi với số lượng lớn một cách hiệu quả nhất

Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép thực hiện cạnh tranh và đápứng điều kiện sản xuất Nhu cầu về sản phẩm sẽ quyết định mức độ áp dụng tự động

hóa cần thiết trong quá trình sản xuất Đối với sản phẩm phức tạp như tàu biển, giànkhoan dầu và các sản phẩm có kích cỡ, trọng lượng rất lớn khác, số lượng sẽ rất ít.Thời gian chế tạo kéo dài từ vài tháng đến vài năm Khối lượng lao động rất lớn.Việc chế tạo chúng trên các dây chuyền tự động cao cấp là không hiệu quả vàkhông nên Mặt khác các sản phẩm như bóng đèn điện, ôtô, các loại dụng cụ điệndân dụng thường có nhu cầu rất cao tiềm năng thị trường lớn, nhưng lại được rấtnhiều hãng chế tạo Trong nhiều trường hợp, lợi nhuận riêng của một đơn vị sảnphẩm là rất bé Chỉ có sản xuất tập trung với số lượng lớn trên các dây chuyền tựđộng, năng suất cao mới có thể làm cho giá thành sản phẩm thấp, hiệu quả kinh tếcao Sử dụng các quá trình sản xuất tự động hóa trình độ cao trong những trườnghợp này là rất cần thiết Chính yếu tố này là một tác nhân tốt kích thích quá trìnhcạnh tranh trong cơ chế kinh tế thị trường Cạnh tranh sẽ loại bỏ các nhà sản xuấtchế tạo ra các sản phẩm chất lượng thấp, giá thành cao Cạnh tranh bắt buộc các nhàsản xuất phải cải tiến công nghệ, áp dụng tự động hóa các quá trình sản xuất để tạo

ra sản phẩm tốt hơn với giá rẻ hơn Có rất nhiều ví dụ về các nhà sản xuất không cókhả năng hoặc không muốn cải tiến công nghệ và áp dụng tự động hóa sản xuất nêndẫn đến thất bại trong thị trường

1.1.2 Dây Chuyền Sản Xuất Tự Động Hóa.

1.1.2.1 Khái Niệm.

Dây chuyền sản xuất tự động có những đặc điểm sau:

+ Là hệ thống thiết bị để sản xuất một hay vài loại sản phẩm nhất định vớisản lượng lớn

+ Hệ thống thiết bị này tự động thực hiện các nhiệm vụ gia công theo quytrình công nghệ đã định, chỉ cần người theo dõi và kiểm tra

+ Nguyên liệu hay bán thành phần lần lượt dời chỗ theo nhịp sản xuất từ vịtrí gia công này đến vị trí gia công khác theo một cơ cấu chuyển động nào đó

Theo lịch sử phát triển tự động hóa thì các dây chuyền tự động đã có trongthực tế là:

+ Dây chuyền các máy vạn năng cải tiến.

+ Dây chuyền gồm các máy chuyên dùng

+ Dây chuyền gồm các máy tổ hợp

+ Dây chuyền gồm các máy chuyên môn hóa

+ Dây chuyền gồm các máy CNC

1.1.2.2 Cơ Cấu Vận Chuyển Phôi Trên Băng Chuyền.

Để vận chuyển loại phôi không quay lúc gia công, người ta thường dùng các

cơ cấu sau:

+ Cơ cấu thanh tịnh tiến có chấu đẩy

+ Cơ cấu thanh tịnh tiến và quay có các chấu kẹp và đẩy

+ Cơ cấu tay đòn có má kẹp nâng kiểu khớp

+ Cơ cấu đẩy thủy lực

+ Băng tải, tải xích

1.1.3 Các Hệ Thống Sản Xuất Tự Động Và Phân Loại Sản Phẩm Hiện

Nay.

1.1.3.1 Một Số Ví Dụ Về Sản Xuất Tự Động Hiện Nay.

1.1.3.1.1 Hệ Thống Sản Xuất Sữa.

Hình 1.1 – Dây chuyền sản xuất sữa tại nhà máy sữa VINAMILK

VINAMILK hiện nay đang sở hữu dây chuyền sản xuất hiện đại nhất ViệtNam Toàn bộ dây chuyền máy móc thiết bị của công ty đều dựa trên công nghệtiên tiến của các nước trên thế giới mà không ngừng được nâng cao chất lượng, đảmbảo cung cấp đủ cho thị trường trong nước và cả nước ngoài

1.1.3.1.2 Hệ Thống Hàn, Cắt Tự Động.

Hình 1.2 – Sử dụng cánh tay robot trong hàn cắt kim loại.

Dây chuyền sản xuất tự động trong công nghiệp ngày càng hiện đại, có mức

độ tự động hóa ngày càng cao, năng suất làm việc chất lượng sản phẩm ngày càngđược nâng lên, vai trò công nhân ngày càng được thay thế bởi máy móc Do đó hiệuquả làm việc tăng đáng kể

1.1.3.2 Một Số Ví Dụ Về Mô Hình Phân Loại Sản Phẩm Hiện Nay.

1.1.3.2.1 Hệ Thống Phân Loại Theo Màu.

Hình 1.3 – Hệ thống phân loại theo màu.

Nguyên lý hoạt động: Sử dụng cảm biến màu sắc để phân biệt các sản phẩm

có màu sắc khác nhau

Nhận xét: Hệ thống có khả năng phát hiện màu sắc nên thuận lợi cho việc

phân biệt các sản phẩm có màu sắc khác nhau

Ứng dụng: Được ứng dụng rộng rãi vào các dây chuyền phân loại sản phẩm

theo màu sắc trong thực tế để tăng khả năng phân loại được nhiều loại sản phẩm vớimàu sắc khác nhau như phân loại thuốc

1.1.3.2.2 Hệ Thống Phân Loại Theo Vật Liệu.

Hình 1.4 – Hệ thống phân loại theo vật liệu.

Nguyên lý hoạt động: Sử dụng cảm biến từ trường để phát hiện các vật thể

có tính kim loại hay không (đồng, thép và sắt )

Nhận xét: Hệ thống có khả năng phân biệt được tính chất của sản phẩm,

ngay cả khi sản phẩm đóng gói nên việc phân loại sản phẩm dễ thực hiện

Ứng dụng: Hệ thống được ứng dụng vào thực tế để phân loại các hộp chứa

gia vị, phân loại vật liệu

KẾT LUẬN: Tự động hóa trong sản xuất mang lại hiệu quả cao, năng suất chất

lượng sản phẩm được tăng lên, giá thành sản phẩm được giảm, lao động cơ bắp củacon người dần được thay thế Quá trình sản xuất được vận hành một cách tự độngtheo một trình tự nhất định, nhờ đó đẩy mạnh được chuyên môn hóa trong sản xuấtgóp phần đưa đất nước phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa trongtương lai

Hệ thống phân loại sản phẩm rất đa dạng, được ứng dụng rộng rãi trong thực

tế mang lại hiệu quả cao như hệ thống phân loại màu sắc, vật liệu Các hệ thốngnày ngày càng được cải tiến, đáp ứng được nhu cầu của con người

Từ những vấn đề đó, chúng em đã hướng đến đề tài “Thiết kế thi công mô hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao” Đề tài này sẽ hướng

đến việc tính toán các thông số quan trọng của hệ thống như tốc độ, khối lượng, tải

trọng Để từ đó sẽ thiết kế ra mô hình phân loại sản phẩm theo chiều cao có thểứng dụng vào thực tế.

CHIỀU CAO.

1.2.1 Đặt Vấn Đề.

Ngày nay tự động hóa trong điều khiển sản xuất dần đi sâu vào từng ngõngách, vào trong các khâu của quá trình sản xuất Một trong những ứng dụng đó làcông nghệ phân loại sản phẩm theo chiều cao

Bên cạnh các công nghệ phân loại sản phẩm như màu sắc, tính chất vật liệu,theo kích thước Dần được tự động hóa theo một dây chuyền hiện đại nhằm đạtđược những mục đích sau:

+ Nâng cao độ chính xác và năng suất lao động

+ Giảm sự nặng nhọc cho người công nhân, tiết kiệm thời gian

+ Giảm được chi phí sản xuất đồng thời hạ giá thành sản phẩm

Trước những yêu cầu thực tế đó, chúng em đã chọn và làm đề tài “Thiết kế thi công mô hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao” Trong

việc thiết kế và chế tạo, tự động hóa được thể hiện qua 2 quá trình sau:

+ Tự động hóa phân loại được sản phẩm có kích thước khác nhau

+ Tự hóa hóa trong khâu nhận biết vật có kích thước khác nhau để đưa vào ngăn chứa đúng với ngăn chứa sản phẩm đó

1.2.2 Mục Tiêu Thiết Kế Hệ Thống.

1.2.2.1 Mục Tiêu Kinh Tế.

Hệ thống tự động phân loại sản phẩm một cách tự động theo các kích thướckhác nhau (Cao và Thấp) Nâng cao năng suất làm việc để đạt được hiệu quả caonhất, mô hình có thể ứng dụng trong sản xuất

1.2.2.2 Mục Tiêu Kỹ Thuật.

Hệ thống hoạt động ổn định, đạt độ chính xác cao Phải đạt được các giảipháp thiết kế tổng hợp về cơ khí truyền động và điện.

Đảm bảo an toàn lao động và thay thế tốt cho công nhân

1.2.2.3 Yêu Cầu Của Hệ Thống.

+ Có kích thước phù hợp, không gian làm việc hiệu quả

+ Hệ thống dễ điều khiển và làm việc tin cậy

+ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quá trình hoạt động

+ Thiết bị sử dụng phải có độ bền và tuổi thọ lớn

+ Hệ thống cảm biến hoạt động chính xác, có khả năng cải tiến công nghệ.+ Vốn đầu tư phù hợp, chi phí vận hành thấp, phải mang tính thẩm mỹ

1.2.3 Phạm Vi Và Nội Dung Thiết Kế Hệ Thống.

1.2.3.1 Phạm Vi Thiết Kế.

Dựa vào những môn học cơ sở chuyên nghành như: Khí cụ điện, máy điện,truyền động điện, điều khiển logic PLC Trên tình hình thực tế hiện nay, đưa ra cácphương pháp thiết kế trên lý thuyết, ta chọn phương pháp có hiệu quả nhất Đưa racác phương án khác nhau, thiết lập phương án thích hợp để giải quyết một số vấn đề

và mang lại hiệu quả trong tương lai

Mô hình phân loại sản phẩm theo chiều cao gồm các thành phần sau:

 Băng chuyền dung để di chuyển sản phẩm

 Hệ thống cảm biến dùng để phát hiện và nhận dạng chiều cao sảnphẩm

 Cánh tay Robot dùng để phân loại sản phẩm đến vị trí mong muốn

1.2.3.2 Nội Dung Thiết Kế.

+ Sản phẩm có kích thước thay đổi được chia làm ba loại: Cao, trung bình vàthấp  Dùng để phân loại theo chiều cao

+ Tính toán và lựa chọn các cơ cấu, thiết kế kết cấu và xây dựng mô hình.+ Xây dựng lưu đồ giải thuật thiết kế lập trình sử dụng trên PLC.

+ Lắp ráp mô hình thiết kế và vận hành

1.2.3.3 Dự Kiến Kết Quả Đạt Được.

 Tập báo cáo trình bày chi tiết về cơ sở lý thuyết, quá trình phân tích thiết

kế, thi công và đánh giá hệ thống

 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao hoạt động đáp ứngnhững yêu cầu đặt ra ban đầu

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ PLC

1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-1200.

1 Khái niệm chung PLC s7-1200.

Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm 1200 dùng để thay thế dần cho

S7-200 So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội:

-S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểmsoát nhiều ứng dụng tự động hóa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnhmạnh làm cho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng vớiS7-1200

-S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợpsẵn,các đầu vào/ra (DI/DO)

-Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU vàchương trình điều khiển:

+Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vàoPLC

+Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình-S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP.Ngoài ra bạn có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485hoặc RS232

-Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ

ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL Phần mềm này được tích hợp trongTIA Portal 11 của Siemens

-Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này

đã bao gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI

2 CÁC MODULE TRONG HỆ PLC S7-1200.

1 Giới thiệu về các module CPU.

Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh,

bộ nhớ chương trình khác nhau…

PLC S7-1200 có các loại sau:

Hình 2.1 – Các loại PLC

2 Sign board của PLC SIMATIC S7-1200.

Sign board: SB1223 DC/DC

-Digital inputs / outputs

-CPU tín hiệu để thích ứng với các ứng dụng

-Thêm điểm của kỹ thuật số I/O hoặc tương tự với CPU như các yêu cầu ứngdụng

-Kích thước của CPU sẽ không thay đổi

3 Module xuất nhập tín hiệu số.

Hình 2.2 – Module tính hiệu.

4 Module xuất nhập tín hiệu tương tự.

Hình 2.3 – Module xuất nhập tính hiệu.

5 Module truyền thông.

Hình 2.4 – Module truyền thông.

6 Một số lệnh cơ bản trong PLC.

1 Lệnh timer.

Sử dụng lệnh timer để tạo một chương trình trễ định thời Số lượng của timerphụ thuộc vào người sử dụng và số lượng vùng nhớ của CPU Mỗi timer sử dụng 16byte IEC_Timer dữ liệu cấu trúc DB Step 7 tự động tạo khối DB khi lấy khốiTimer

Kích thước và tầm của dữ liệu Time 32 bit, lưu trữ là dữ liệu Dint

Tham số Kiểu dữ liệu Miêu tả

IN Bool Ngõ vào cho phép timer hoạt động

Bảng 1– Bảng kích thước và tầm của dữ liệu Time 32 bit

2 Timer TP-timer tạo xung.

Timer TP tạo một chuỗi xung với độ rộng xung đặt trước Thay đổi PT, INkhông ảnh hưởng khi timer đang chạy Khi đầu vào IN được tác động vào timer sẽtạo ra một xung có độ rộng bằng thời gian đặt PT

Hình 2.5 – Ví dụ về Timer TP – Timer tạo xung.

3 Timer TON-timer trễ sườn lên có nhớ.

Khi ngõ vào IN được tác động và duy trì trạng thái liên tục với thời gian hơnthời gian đặt thì ngõ ra Q sẽ lên mức 1 Khi ngõ vào ngừng tác động thì reset vàdừng hoạt động timer

Thay đổi PT khi timer đang chạy không ảnh hưởng đến Timer

Vùng nhớ Mô tả

IN Input BOOL I, Q, M, D, L Ngõ vào

PT Input TIME I, Q, M, D, L

orConstant

Giá trị của tham số PT phải làtích cực

Q Output BOOL I, Q, M, D, L Đầu ra được thiết lập khi thời

gian PT hết

ET Output TIME I, Q, M, D, L Giá trị thời gian hiện tại

Bảng 2 – Tham số và kiểu dữ liệu của timer TON

4 Timer TOF-timer trễ sườn xuống.

Khi tổng thể tác động của ngõ vào lớn hơn hay bằng thời gian đặt PT thìtimer sẽ tác động và tiếp điểm thường mở của timer sẽ chuyển lên mức 1 Và khitrạng thái reset của timer bị tác động thì timer ngừng hoạt động và bị reset lại

Hình 2.7 – Ví dụ về Timer TORN.

5 Counter.

Counter là lệnh được dùng để đếm các sự kiện ở ngoài hay các sự kiện quátrình ở trong PLC Mỗi counter sử dụng cấu trúc lưu trữ của khối dữ liệu - DB - đểlàm dữ liệu của counter Step 7 tự động tạo DB khi lấy lệnh

LOAD

(CTD,CTUD) Bool Load giá trị đặt trước

PV SInt, Int, DInt, UInt,

UDInt Giá trị đếm đặt trước

CV SInt, Int, DInt, UInt,

UDInt Giá trị đếm hiện hành

Bảng 3 Tham số và kiểu dữ liệu của Counter

6 Couter đêm lên – CTUP.

Giá trị bộ đếm CV tăng lên 1 khi tín hiệu ngõ vào CU chuyển từ 0 ->1 Ngõ

ra Q tác động lên 1 khi CV >= PV Nếu trạng thái R = reset được tác động thì bộđếm CV = 0

Hình 2.8 – Ví dụ về Counter đếm lên – CTU.

8 Counter đếm lên xuống CTUD.

Giá trị bộ đếm CV tăng lên 1 khi tín hiệu ngõ vào CU chuyển từ 0 -> 1 Ngõvào QU được tác động lên 1 khi CV >= PV Nếu trạng thái R = Reset được tác độngthì bộ đếm CV = 0.Giá trị bộ đếm CV được giảm 1 khi tín hiệu ngõ vào CD chuyển

từ 0 -> 1 Ngõ ra QD được tác động lên 1 khi CV <= 0 Nếu trạng thái load được tácđộng thì CV = PV

Hình 2.10 – Ví dụ về Counter đếm xuống.

3 LÀM VIỆC VỚI PHẦN MỀM TIA PORTAL

1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic – tích hợp lập trình PLC và HMI.

Step 7 basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hoàn hảo.Một hệ thống kỹ thuật mới Thông minh và trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật

và cấu hình mạng, lập trình, chẩn đoán và nhiều hơn nữa

Lợi ích với người dùng:

-Trực quan : dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động

-Hiệu quả : tốc độ về kỹ thuật

-Chức năng bảo vệ : Kiến trúc phần mềm tạo thành một cơ sở ổn định cho sựđổi mới trong tương lai

2 Kết nối qua giao thức TCP/IP.

-Để lập trình SIMATIC S7-1200 từ PC hay Laptop cần một kết nối TCP/IP

-Để PC và SIMATIC S7-1200 có thể giao tiếp với nhau, điều quan trọng làcác địa chỉ IP của cả hai thiết bị phải phù hợp với nhau.

3 Cách tạo một Project.

Bước 1: từ màn hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng Tia Portal V13

Hình 2.11 – Biểu tượng PLC.

Bước 2 : Click chuột vào Create new project để tạo dự án

Hình 2.12 – Cách tạo new project.

Bước 3 : Nhập tên dự án vào Project name sau đó nhấn create

Hình 2.13 – Cách đặt tên cho project.

Bước 4 : Chọn configure a device.

Hình 2.14 – Cách tạo configure a device.

Bước 5 : Chọn add new device

Hình 2.15 – Cách tạo add new device.

Bước 6 : Chọn loại CPU PLC sau đó chọn add.

Hình 2.16 – Cách chọn loại CPU PLC.

Bước 7 : Project mới được hiện ra

Hình 2.17 –Cửa sổ New Project.

Bước 8: Vào program blocks chọn Main[OB1]

Hình 2.18 – Cách vào Main[OB1].

Bước 9: Vào PLC tags chọn Default tag table và đặt binary I/O, Bits of memory

Hình 2.19 – Chọn Default tag table.

Bước 10: Tiến hành viết code

Hình 2.20 – Tiến hành viết code.

Sau khi viết code xong nếu muốn chỉnh sửa trước khi nạp vào module thì vào

PLCSIM

Hình 2.21– Test code.

Bước 11: Tiến hành đổ code vào PLC

Hình 2.22– Nạp code vào PLC.

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

3.1 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ.

Trải qua quá trình tìm hiểu trên sách vở, internet và thực tế Chúng em đã

quyết định thiết kế “Thiết kế thi công mô hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao” như sau:

+ Thiết kế băng chuyền vận chuyển sản phẩm

+ Thiết kế khây chứa sản phẩm

+ Thiết kế các cảm biến để phát hiện sản phẩm

+ Thiết kế cánh tay robot để gắp sản phẩm đặt vào khây sản phẩm

+ Thiết kế hệ thống điều khiển

3.2 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.

3.2.1 Hệ Thống Băng Tải.

3.2.1.1 Giới Thiệu Về Băng Tải.

Hình 3.1 – Băng tải.

Băng tải thường được dùng để di chuyển các vật liệu đơn giản và vật liệu rờitheo phương ngang và phương nghiêng Trong các dây chuyền sản xuất, các thiết bịnày được sử dụng rộng rãi như những phương tiện để vận chuyển các cơ cấu nhẹ,trong các xưởng luyện kim dùng để vận chuyển quặng, than đá, các loại xỉ lò trêncác trạm thủy điện thì dùng vận chuyển nhiên liệu

Trên các kho bãi thì dùng để vận chuyển các loại hàng bưu kiện, vật liệu hạthoặc một số sản phẩm khác Trong một số nghành công nghiệp nhẹ, công nghiệpthực phẩm, hóa chất thì dùng để vận chuyển các sản phẩm đã hoàn thành và chưahoàn thành giữa các công đoạn, các phân xưởng, đồng thời cũng dùng để loại bỏ cácsản phẩm không dùng được

3.2.1.2 Ưu Điểm Về Băng Tải.

Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo cáchướng nằm ngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp giữa nằm ngang với nằm nghiêng.Vốn đầu tư không lớn lắm, có thể tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ

dàng, làm việc tin cậy, năng suất cao và tiêu hao năng lượng so với máy vận chuyểnkhác không lớn lắm.

Tuy vậy phạm vi sử dụng của băng tải bị hạn chế do tốc độ dốc cho phép củabăng tải không cao và không đi theo đường cong được

3.2.1.3 Cấu Tạo Chung Về Băng Tải.

Hình 3.2 – Cấu tạo băng tải.

Trong đó:

+ Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật

+ Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo

+ Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo

+ Hệ thống đở làm bộ phận trượt cho bộ phận kéo và các yếu tố làm việc

3.2.1.4 Các Loại Băng Tải Và Phương Án Lựa Chọn.

3.2.1.4.1 Phân Loại.

Băng chuyền có nhiều loại, mỗi loại dùng để tải những vật liệu khác nhau.Tùy vào mục đích sử dụng và vật cần tải mà ta chọn băng chuyền cho phù hợp.

Băng tải dây đai < 50 kg Vận chuyển từng chi tiết giữa các nguyên

công hoặc vận chuyển thùng chứa trong gia công cơ và lắp ráp.

Băng tải lá 25 – 125 kg Vận chuyển chi tiết trên vệ tinh trong gia

công chuẩn bị phôi và trong lắp ráp.

Băng tải thanh đẩy 50 – 250 kg Vận chuyển các chi tiết lớn giữa các bộ phận

trên khoảng cách >50m.

Băng tải con lăn 30 – 500 kg Vận chuyển chi tiết trên các vệ tinh giữa các

nguyên công với khoảng cách <50m.

Bảng 4 – Phân loại băng tải3.2.1.4.2 Phương Án Lựa Chọn.

Trong hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao, băng chuyền có nhiệm vụcung cấp sản phẩm để phân loại Do yêu cầu là sản phẩm và thùng ở dạng rời rạcnên ta chọn phương án dùng băng tải đai là phù hợp với yêu cầu đặt ra

Ưu điểm khi dùng băng tải đai trong hệ thống:

+ Sản phẩm được dẫn trực tiếp trên băng tải

+ Tải trọng của băng tải không cần lớn

+ Thiết kế dễ dàng, dễ thi công

+ Vật liệu dễ tìm, giá thành rẻ

3.2.2 Phương Án Lựa Chọn Động Cơ.

Băng tải dẫn động bằng động cơ điện DC Ta có thể chọn động cơ theo cácphương án sau:

A Động cơ DC.

Hình 3.3 – Động cơ DC KM3448A.